基于modelsim的dma控制器的設計學士學位論文-文庫吧
2025-07-25 18:52 本頁面
【正文】 83。 17 運行環(huán)境及設計功能要求 18 DMA 控制器設計的相關組件 18 DMA 控制器功能模塊劃分 19 功能模塊的行為級設計及 VERILOG HDL 描述 20 數(shù)據(jù)寄存器的行為級描述 20 地址產生器模塊的行為級設計描述 23 狀態(tài)控制器模塊的行為級設計描述 26 理工大學學士學位論文 IV 全電路的行為級描述 29 4 DMAC 設計的編譯和功能仿真 34 DMAC 設計的 VERILOG HDL 程序編譯 34 DMAC 各模塊設計的功能仿真 37 DRU模塊的 Sti 及仿真 37 AGU模塊的 Sti 及仿真 40 SCU模塊的 Sti 及仿真 42 DMAC 全電路的仿真結果及分析 45 DMAC 全電路設 計中的 Sti 及代碼 45 DMAC 全電路的仿真結果及分析 49 結 論 50 致 謝 51 參考文獻 52 附錄 A 英文原文 54 附錄 B 漢語翻譯 60 理工大學學士學位論文 1 1 緒論 DMA 控制器的研究意義及背景 外設與計算機內存之間的信息交換，可通過程序查詢方式和中斷方式進行。這兩種方式都是在 CPU 的控制下，通過 CPU 執(zhí)行指令來完成的。數(shù)據(jù)傳送方向為外設→CPU→ 內存。這兩種方式每傳送一個字節(jié)都需要耗用較長時間。在程序查詢方式時，CPU要反復測試外設狀態(tài)，在外設未準備好時， CPU就處于等待狀態(tài)，直到外設準備好，才進行數(shù)據(jù)傳送。在中斷方式下，每次實現(xiàn)一次數(shù)據(jù)傳送， CPU都要進行轉入中斷服務子程序、保護斷點、現(xiàn)場保護、恢復現(xiàn)場、返回主程序等操作。顯然對于高速的 I/O 設備以及大量數(shù) 據(jù)交換的場合 (如軟、硬磁盤等 )，這兩種傳送方式就不能滿足速度的要求了。對于這些高速外設，如果傳送速度太慢，不僅降低傳送效率，還會造成數(shù)據(jù)丟失，導致傳送出錯。 為此，提出了 DMA(直接存儲器存取 )傳輸方式。這種傳送方式是不經過 CPU 干預，直接在外設與內存儲器之間進行數(shù)據(jù)傳送的方式。實現(xiàn) DMA 傳送，需要一個專用硬件 DMA 控制器 (DMAC)，在 DMA 傳送期間， CPU 要讓出對系統(tǒng)總線的控制權，交給 DMA 控制?？偩€在 DMA 的控制下，數(shù)據(jù)直接在存儲器和外設之間傳送，而不經過 CPU干預，其傳送速度大大提高，可接近于存儲器 的最快存取速度 [1][2]。這種傳送方式適用于圖像顯示、磁盤存取、磁盤間數(shù)據(jù)傳送和高速的數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)。 DMA 控制器國內外發(fā)展狀況 自 DMA 技術出現(xiàn)以來， DMA 控制器在計算機系統(tǒng)中獲得了極大的應用。為了適應系統(tǒng)總線速度的不斷加快，其工作速度和靈活性也不斷提高。目前的 DMA 控制器設計一般采用可配置的通道化技術。可配置使得 DMA 不僅可以按照總線協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換，而且可以編程設置多種功能。根據(jù)體系結構的變化以及系統(tǒng)應用的需求， DMA控制器設計時在必備的目標起始地址、單元計數(shù)和變址模式基礎上可添加額外 的參數(shù)設置，使得數(shù)據(jù)傳輸更加靈活。 TI 公司 TMS320C54x 系列 DSP 中 DMA 控制器有 6 個通道可以跟蹤 6 個獨立的塊傳輸。每個通道含有 5 個通道寄存器，還有 10 個全局寄存器。 CPU 通過寄存器子理工大學學士學位論文 2 尋址方式配置這些寄存器，通過這些寄存器的配置，可以實現(xiàn)多幀傳輸、自動緩沖傳輸、可編程的優(yōu)先級、可編程的地址、時間同步以及中斷生成等功能 [25]。 TI 公司 TMSC6000 系列 DSP 中 DMA 控制器有 4 個通道和一個支持 HPI 訪問的輔助通道，每個通道都有 5 個通道寄存器還有一個全局輔助控制寄存器。該 DMA 控制器支持多幀傳輸、可 編程地址、可編程的字長、自動初始化、單通道分割操作等 [26]。 ADI公司 ADSP2106X系列 DSP 中 DMA控制器能夠執(zhí)行內部存儲器和外部數(shù)據(jù)源或片外存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸。該 DMA 控制器也支持多通道傳輸，一個通道對應一個 I/O 口或外設口緩沖區(qū)。一個 DMA 通道的建立是由寫入一組內存緩沖區(qū)參數(shù) 寄存器 來完成的。每次 DMA 傳遞需要一個時鐘周期，而通道之間的切換沒有總傳輸量的損失 [26]。 Motoroal 公司 DSP56362 支持需要數(shù)字音頻壓縮和解壓縮、聲場處理和其他數(shù)字音頻算法的數(shù)字音頻應用。 DSP56362 的內
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